CN105220590A

CN105220590A - 多溶洞塌陷路基注浆处理法

Info

Publication number: CN105220590A
Application number: CN201510585278.4A
Authority: CN
Inventors: 周子龙; 谭堂佳; 赵云龙; 吴志波
Original assignee: Central South University
Current assignee: Central South University
Priority date: 2015-09-15
Filing date: 2015-09-15
Publication date: 2016-01-06

Abstract

一种多溶洞塌陷路基注浆处理法，包括以下工艺步骤：(1)用地质雷达对注浆地区进行放样，确定溶洞的深度以及范围，从而确定注浆的深度以及范围；(2)根据浆液的设计扩散半径确定注浆孔的排距以及孔距；(3)布置注浆管，进行加固注浆，注浆过程中采用地质雷达监测浆液的扩散范围，达到浆液的设计扩散半径时，注入水玻璃，使浆液迅速凝固；(4)注完水玻璃之后立即用清水冲洗注浆管，防止堵塞，然后继续注浆。按照上述步骤进行多次注浆，抬升路面至恢复到原来水平。本发明注浆过程中，成本较低，工艺简单，可以有效的避免注浆过程中浆液的浪费，提高注浆效果。

Description

多溶洞塌陷路基注浆处理法

技术领域

本发明涉及一种多溶洞塌陷路基注浆处理法。

背景技术

我国地域辽阔，岩溶分布广泛，具有多种发育类型，在碳酸盐分布地区存在着多种形状各异，大小不等的溶洞，在公路建设当中，含有溶洞的路基在交通荷载以及附加荷载的作用下，会导致溶洞坍塌，溶洞中会被沙或者砂石等松散物充填，强度很低，在动荷载的作用下会引起道路路基或者公路附属构筑物的开裂，路面的局部下沉或塌陷。在岩溶地区铺筑公路一直是公路建设方面面临的一个重大难题，如何处理公路中由溶洞塌陷导致的路面局部沉降是一个很关键且棘手的问题。

传统的溶洞路基的处理方法包括开挖处理，注浆处理，路面连续配筋混凝土板垮补强处理等。开挖处理以及路面连续配筋混凝土板垮补强处理对于已经通车的公路，工期长，耗费大，且溶洞一般较深，大面积的开挖路面不现实；对于目前国内常用的注浆方法，注浆的过程中很难控制浆液的扩散，如“分层多次调压调浆注浆方法”(中国国家发明专利，申请号：200810014585.7,公开号：101230570)，“一种脉冲式注浆方法”(中国国家发明专利，申请号：201310095222.1，公开号：103161478A)，但是注浆过程中浆液在地下扩散的不确定性或者是如果地下存在溶洞，势必会造成浆液的大量浪费，注浆效果不好。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术之不足而提供一种施工工艺简单的注浆方法，该方法能够有效避免浆液的浪费，最大限度的挤压周围的土体，从而提高了注浆的效果。

本发明的目的通过下述技术方案予以实现：

一种多溶洞塌陷路基注浆处理法，具体包括如下步骤：a、用地质雷达对塌陷路面进行放样，确定溶洞的深度以及范围，从而确定注浆的深度以及边界范围，并根据注浆浆液的扩散半径在路面上布置钻孔，使得钻孔与溶洞连通，并在钻孔中布置等深的注浆管；

b、用封孔水泥对注浆管与钻孔之间的间隙进行密封，将注浆管通过注浆软管与注浆机连接，进行注浆；

c、注浆的同时通过地质雷达对浆液的扩散范围进行实时监测，当任意方向的注浆浆液达到步骤a中确定的扩散半径时，注入水玻璃；注完水玻璃后，立即用清水清洗注浆管，然后进行再次注浆；

d、重复c步骤注浆，直至路面抬升恢复到原来水平。

所述步骤a中，注浆管插入钻孔的过程中采用编织袋包裹注浆管插入端，注浆管需要布置到孔底。

每个钻孔只需布置一根注浆管。注浆管在插入的过程中需要用编织袋一直包裹，注浆的过程中在浆液的作用下会将编织袋冲开，不会对注浆造成影响。

所述步骤b中，所述注浆机为BW160/10注浆机，注浆过程中分为快档和慢档两个档位。

采用快档注浆时，注浆压力不超过2.5MPa，采用慢档注浆时，注浆压力不超过1.5MPa。

所述的步骤c中，地质雷达监测的时间间隔为0.5小时。

所述步骤c中，所注浆液的水灰比为水：水泥＝1:1，注入水玻璃的量为注入水泥量的3％～5％。

由于采用上述方案，通过探地雷达实时监测浆液的扩散范围，并在注浆的过程中加入水玻璃，其主要特点在于：1、通过注浆过程中采用探地雷达实时监测，在浆液达到相应的设计扩散半径时注入水玻璃，防止跑浆、漏浆，避免了浆液的浪费；2、加入水玻璃之后的二次注浆过程中，浆液会对结成的水泥结石体产生较大的推力作用，从而更好的压实周围的土体，加固效果更好。

综上所述，注浆过程中加入水玻璃有效的控制了浆液的扩散半径，达到设计的注浆效果，水玻璃的速凝作用可以使注入的浆液快速在扩散半径内凝固，避免了浆液的浪费。单根注浆管注浆使得注浆过程中浆液的作用主要是对周围浆液结石体以及土体的挤压作用，而不是一直向周围扩散，增强了浆液的挤密作用，使得周围的土体更加密实。

附图说明

图1为公路横断面示意图。

图2注浆装置布置示意图。

图3注浆过程中注浆压力变化图。

附图中，1、水玻璃注浆机；2、水泥注浆机；3、控制阀；4、注浆管；5、封孔水泥；6、公路地基；7、注浆软管；8、注浆孔；9、溶洞

具体实施方式

下面结合附图，通过实例来说明多溶洞塌陷路基注浆处理法的具体实施方式。

一种多溶洞塌陷路基注浆处理法，具体包括如下步骤：

a、用地质雷达对注浆地区进行放样，确定溶洞的深度以及范围，从而确定注浆的深度以及范围，并根据浆液的设计扩散半径布置钻孔；

b、向施工好的钻孔中布置与注浆孔等深的注浆管，通过控制阀与注浆软管相连，用封孔水泥进行封孔。将软管连接注浆机，进行注浆；

c、注浆过程中采用地质雷达对浆液的扩散范围进行实时监测，达到浆液的设计扩散半径时，注入水玻璃；注完水玻璃后，立即用清水清洗注浆管，防止堵塞，然后进行二次注浆；

d、重复c步骤注浆，直至抬升路面至恢复到原来水平。

实施例：某高速公路由于路基原因路面发生沉降，表现为车辆快速通过时，出现明显的起伏和颠簸，路面可以明显的看到沉降区域，并涵盖整个路面，通过现场的勘察以及钻孔时碎屑进行分析，路面沉降原因主要是由于公路地基6下10m处存在溶洞9，且由于车辆的荷载作用，使得溶洞塌陷，溶洞内部被砂和碎石充填，强度较低，在车辆荷载的反复作用下，路面发生沉降。现场地质情况如图1；

采用本专利注浆方法进行治理。首先根据公路的实际情况以及设计的浆液扩散半径布置钻孔。设计的浆液扩散半径为1.5m，因此注浆孔8的孔距为3.0m，排距为3.0m，采用梅花形布孔方式，根据溶洞的深度以及溶洞的大小，确定注浆深度为10.0m，注浆的范围为沿着路面走向30.0m长度。然后在路面进行钻孔，布置注浆管4，注浆管4采用PVC管，注浆管管口采用编织袋包裹，并布置到孔底，采用封孔水泥5进行封孔。采用注浆软管7连接水泥注浆机2和注浆管，注浆软管上设置有控制阀3，开始注浆。采用的注浆水泥为P42.5普通硅酸盐水泥，浆液的水灰比为1:1。

注浆过程中，采用地质雷达实时监测浆液的扩散范围，注浆30min时，达到浆液的设计扩散半径，根据使用的水泥量，确定浆液的注入量，根据统计，注入水泥32包，每包水泥50kg，水灰比为1:1，那么注入的浆液量为3.2t，达到浆液的设计扩散半径时，注入水玻璃量为注入浆液量的3％，那么注入的水玻璃的量为96kg，然后通过水玻璃注浆机1注入水玻璃，注完之后采用清水清洗注浆管，防止注浆管堵塞。重复上述过程，继续注水泥浆。注浆过程中注浆压力变化如下图3所示。

由图中看出，每次加入水玻璃后，注浆压力都会增大，是因为加入水玻璃后，浆液迅速凝固，二次注浆过程中需要较大的压力挤压水泥结实体，并对周围的松散碎石进行压密，通过反复的劈裂，挤密过程，从而使溶洞充填完成并达到注浆效果。

采用本注浆方法进行注浆，注浆完成后，路基密实度明显提高，同时路面没有发生二次沉降。

以上内容是结合实施方式对本发明所作的详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下做出若干等同替代或变型，而且性能或用途相同，则应当视为属于本发明所提交的权利要求书确定的保护范围。

Claims

1.一种多溶洞塌陷路基注浆处理法，其特征在于：具体包括如下步骤：

a、用地质雷达对塌陷路面进行放样，确定溶洞的深度以及范围，从而确定注浆的深度以及边界范围，并根据注浆浆液的扩散半径在路面上布置钻孔，使得钻孔与溶洞连通，并在钻孔中布置等深的注浆管；

d、重复c步骤注浆，直至路面抬升恢复到原来水平。

2.根据权利要求1所述的多溶洞塌陷路基注浆处理法，其特征在于：所述步骤a中，注浆管插入钻孔的过程中采用编织袋包裹注浆管插入端，注浆管需要布置到孔底。

3.根据权利要求2所述的注浆管，其特征在于：每个钻孔只需布置一根注浆管。

4.根据权利要求1所述的多溶洞塌陷路基注浆处理法，其特征在于：所述步骤b中，所述注浆机为BW160/10注浆机，注浆过程中分为快档和慢档两个档位。

5.根据权利要求4所述的注浆机采用快档和慢档注浆，其特征在于：采用快档注浆时，注浆压力不超过2.5MPa，采用慢档注浆时，注浆压力不超过1.5MPa。

6.根据权利要求1所述的多溶洞塌陷路基注浆处理法，其特征在于：所述的步骤c中，地质雷达监测的时间间隔为0.5小时。

7.根据权利要求1所述的多溶洞塌陷路基注浆处理法，其特征在于：所述步骤c中，所注浆液的水灰比为水：水泥＝1:1，注入水玻璃的量为注入水泥量的3％～5％。